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科技日報記者 張佳欣
人類首張黑洞照片就仿佛一個“模糊的橙色甜甜圈”，但在機(jī)器學(xué)習(xí)的幫助下，這一來自M87星系中心的黑洞正式“改頭換面”。新圖像進(jìn)一步展示了一個更大、更暗的中心區(qū)域，周圍環(huán)繞著明亮的吸積氣體。美國研究團(tuán)隊使用了在2017年聯(lián)網(wǎng)觀測的“事件視界望遠(yuǎn)鏡”（EHT）合作組織獲得的數(shù)據(jù)，首次實(shí)現(xiàn)了陣列的全分辨率。相關(guān)論文已發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志快報》上。
最初由EHT合作組織于2019年拍攝的M87超大質(zhì)量黑洞（左）；和使用相同數(shù)據(jù)集的PRIMO算法生成的新圖像（右）。圖片來源：EHT小組成員莉亞·梅德羅斯等人/普林斯頓高級研究所
2017年，集結(jié)了地球上8臺無線電波望遠(yuǎn)鏡的EHT成功拍攝到了M87超大質(zhì)量黑洞的影子。然而，數(shù)據(jù)中出現(xiàn)了缺口，就像拼圖游戲中缺失的碎片。
普林斯頓大學(xué)EHT小組成員表示，利用新機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)PRIMO，他們能夠?qū)崿F(xiàn)當(dāng)前陣列的最大分辨率。PRIMO能夠根據(jù)大量訓(xùn)練材料生成規(guī)則。例如，如果向計算機(jī)提供一系列不同的香蕉圖像，經(jīng)過充分的訓(xùn)練，它能確定一張未知的圖像是不是香蕉。
研究小組表示，利用PRIMO，計算機(jī)分析了3萬多張黑洞吸積氣體的高保真模擬圖像。這些圖集涵蓋了黑洞如何吸積物質(zhì)的廣泛模型，以便尋找圖像結(jié)構(gòu)中的共同模式。各種結(jié)構(gòu)模式根據(jù)它們在模擬中出現(xiàn)的頻率進(jìn)行分類，進(jìn)而混合，以高度準(zhǔn)確地顯示黑洞圖像，同時，還提供對圖像缺失結(jié)構(gòu)的高保真估計。
PRIMO算法使用2017年EHT數(shù)據(jù)生成的M87超大質(zhì)量黑洞新圖像。圖片來源：EHT小組成員莉亞·梅德羅斯等人/普林斯頓高級研究所
該團(tuán)隊表示，新繪制的圖像與EHT數(shù)據(jù)和理論預(yù)期是一致的。生成圖像需要假設(shè)缺失信息的適當(dāng)形式，而PRIMO也做到了這一點(diǎn)。
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